中國環(huán)保在線 學(xué)術(shù)論文】 “泰山不讓土壤，故能成其大;河海不擇細(xì)流，故能就其深。”正所謂大道至簡，知易行難。在節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域，每一項(xiàng)技術(shù)的革新與進(jìn)步都或多或少有著劃時代的價值和意義。融合前人的智慧精華，啟迪后來人的繼往開來，融會貫通，最終完成企業(yè)本身的順勢崛起，增添生態(tài)文明建設(shè)的綠色動力。ESO，簡約而不簡單，平淡而不平凡，知行合一，得道功成。ESO(Energy-saving Optimization)技術(shù)是節(jié)能優(yōu)化技術(shù)的簡稱，由多項(xiàng)國際專利和國內(nèi)發(fā)明專利組成、適用于熱風(fēng)干燥系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化技術(shù)總稱，用于印刷機(jī)、復(fù)合機(jī)、涂布機(jī)、上膠機(jī)、滾涂機(jī)、烘干機(jī)等生產(chǎn)設(shè)備的改造與優(yōu)化。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備自動化水平提升，運(yùn)行更加安全可靠，還能大幅度降低能耗、提升產(chǎn)品質(zhì)量、減少廢氣排放量，為后續(xù)低成本徹底解決環(huán)保問題創(chuàng)造良好的條件，ESO技術(shù)應(yīng)用在凹版印刷機(jī)上能取得十分顯著的效果。

　　伴隨供熱方式的限制，熱能成本越來越高;再加上VOCs排放費(fèi)征收及嚴(yán)格限制超標(biāo)排放的政策，包裝印刷企業(yè)承受的壓力越來愈大，通過技術(shù)升級實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排成為企業(yè)的必由之路，如何選擇合適的技術(shù)路線及設(shè)備成為企業(yè)家們的大考。選擇得當(dāng)，可以增強(qiáng)競爭力，獲得持續(xù)發(fā)展的空間，讓企業(yè)脫穎而出;選擇不當(dāng)，會讓企業(yè)成本上升喪失競爭力，或繼續(xù)受制環(huán)保壓力，難以獲得可持續(xù)發(fā)展。

　　目前，大多數(shù)上海印刷廠凹版印刷機(jī)依靠操作人員根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來手動調(diào)節(jié)干燥系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，各單元進(jìn)風(fēng)依靠調(diào)節(jié)風(fēng)閥開度來平衡各吸風(fēng)口風(fēng)壓差來調(diào)節(jié)各單元所需風(fēng)量。而且多單元并聯(lián)排風(fēng)的情況需調(diào)節(jié)排風(fēng)閥平衡各單元排風(fēng)口的風(fēng)壓，實(shí)現(xiàn)若干干燥單元的排風(fēng)需求。但因?yàn)榕棚L(fēng)為多點(diǎn)調(diào)節(jié)，相互影響，系統(tǒng)各點(diǎn)間風(fēng)壓差較大，容易造成烘箱廢氣泄漏，干燥單元所需循環(huán)風(fēng)量越小越不易調(diào)節(jié)平衡，所以需要加大排風(fēng)量來確保烘箱減少泄漏，再加這種僅憑感覺手動反復(fù)調(diào)整是一件繁瑣且難以把握的事，經(jīng)驗(yàn)不夠會陷入越調(diào)越糟糕的困境，所以在實(shí)際生產(chǎn)中生產(chǎn)操作人員通常不會精細(xì)調(diào)整，為了滿足大部分工藝風(fēng)量和自身工作環(huán)境的改善，一般都把風(fēng)量調(diào)節(jié)得比較大，不但增加了加熱能耗和排風(fēng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率，同時也加大了后續(xù)廢氣治理的投入成本和運(yùn)行代價。

　　此外，出于節(jié)能目的大多干燥系統(tǒng)設(shè)置了回風(fēng)，在單元印刷溶劑量大或回風(fēng)比例較大時，即使總排風(fēng)量很大，單元排風(fēng)量也可能不足，就可能出現(xiàn)干燥氣體中溶劑濃度超過安全下限的情況，存在爆炸的安全隱患。

　　綜上所述，現(xiàn)有系統(tǒng)存在問題主要有：系統(tǒng)匹配調(diào)整困難、排風(fēng)量過大、加熱能耗過高、存在安全隱患、環(huán)保治理代價大等。

　　可以說凹版印刷機(jī)現(xiàn)在的干燥及送排風(fēng)技術(shù)與若干年前相比并沒有突破性的進(jìn)步，誕生于不重視節(jié)能減排年代的技術(shù)難以滿足現(xiàn)在的要求，這是矛盾與壓力的根源。ESO技術(shù)便是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生。

　　為了解ESO，首先分析一下凹版印刷機(jī)干燥的相關(guān)要素：

　　目的：讓油墨中溶劑徹底揮發(fā)

　　對策：用熱風(fēng)充分與薄膜表面油墨傳熱傳質(zhì)帶走溶劑

　　目標(biāo)：保證安全、質(zhì)量前提下，高速度、低能耗地生產(chǎn)

　　干燥過程的控制要素有油墨配方、速度、溫度、風(fēng)量，限制要素有安全、外觀、殘留、能耗，環(huán)境因素有烘箱廢氣泄漏量，如此多的要素要平衡得到一個較優(yōu)的結(jié)果是非常困難的，比如為獲得高速，采取加長烘箱、改變風(fēng)嘴等手段來加長傳熱傳質(zhì)的時間與效率，但烘箱加長又會帶來套印精度下降等問題。針對現(xiàn)有設(shè)備，我們可以在假定油墨配方、速度相同情況下來進(jìn)行分析：

　　1，溫度過高，引起氣泡、薄膜變形、能耗過大等問題;

　　2，溫度過低，產(chǎn)品干燥不徹底，溶劑殘留超標(biāo);

　　3，風(fēng)量過大，引起薄膜抖動、油墨拖動、能耗過大等問題;

　　4，風(fēng)量過小，干燥不徹底，溶劑殘留超標(biāo)，且有安全隱患。

　　由于能耗對生產(chǎn)成本的影響較大，所以較多企業(yè)采用低溫大風(fēng)量進(jìn)行生產(chǎn)，好處是在保證安全、質(zhì)量前提下適當(dāng)控制能耗，且對熱能品位要求低，可以采用太陽能、熱泵等手段供熱，進(jìn)一步降低供熱成本。

　　但大風(fēng)量加大了廢氣治理的難度與成本，廢氣治理設(shè)備投入及運(yùn)行費(fèi)用的增加將完全吞噬前面所取得的節(jié)能收益，導(dǎo)致企業(yè)競爭力下降，所以目前主流的方法并不可取。

　　ESO采用系統(tǒng)方法研究問題，從根本入手破解問題，重點(diǎn)抓住以下關(guān)鍵要素：一、安全

　　防止溶劑濃度過高引發(fā)安全事故是首要前提，ESO采用安全總量控制技術(shù)，先確定凹版印刷機(jī)的最大溶劑揮發(fā)量，以安全規(guī)范要求的25%LEL為基準(zhǔn)計算安全風(fēng)量，控制總排風(fēng)量使系統(tǒng)中最高濃度低于25%LEL，借此確保安全。

　　二、殘留

　　溶劑殘留量是產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，殘留是溶劑揮發(fā)不完全造成的，揮發(fā)通過傳質(zhì)傳熱進(jìn)行，影響揮發(fā)速度的根本因素是氣液平衡，氣相平衡濃度與實(shí)際濃度的差值形成傳質(zhì)驅(qū)動力，濃度差與溫度、風(fēng)量直接相關(guān)，在風(fēng)量一定的情況下，溫度越高、濃度差越大，干燥越徹底。

　　凹版印刷機(jī)常用油墨配方中主要有乙酸乙酯、乙酸丙酯、異丙醇，三種溶劑在不同溫度下的飽和濃度參見下表，由于乙酸乙酯相對揮發(fā)速度高得多，所以殘留溶劑以乙酸丙酯和異丙醇為主，在復(fù)合機(jī)冷凝回收的溶劑中檢測出含量不低的乙酸丙酯和異丙醇驗(yàn)證了此結(jié)論。在安全風(fēng)量下，溶劑的體積總濃度低于0.5%，風(fēng)量的大小對濃度差的影響遠(yuǎn)低于溫度的影響，選擇盡可能高的溫度有助于減少溶劑殘留，換言之，干燥氣體的濃度對殘留的影響幾乎可以忽略不計，關(guān)鍵是溫度與干燥時間，而干燥時間與生產(chǎn)速度和烘箱長度有關(guān)。

　　ESO以上述分析為基礎(chǔ)，在安全風(fēng)量條件下采用材料允許的最高溫度，配合逐次升高溶劑揮發(fā)工藝，實(shí)現(xiàn)溶劑殘留的下降，保證了干燥質(zhì)量。

　　三、泄漏

　　由于烘箱不可能完全密閉，所以必須保持負(fù)壓確保廢氣不泄漏，負(fù)壓過大將導(dǎo)致抽吸過量的環(huán)境空氣進(jìn)入烘箱，不但增加廢氣處理的難度，還會造成溫度不均導(dǎo)致溶劑殘留;負(fù)壓過小難以克服干燥氣流動壓影響，廢氣泄漏導(dǎo)致工作環(huán)境惡劣。

　　ESO采用壓力自動平衡技術(shù)，通過烘箱送排風(fēng)的壓力自動跟隨，使烘箱穩(wěn)定在設(shè)定的微負(fù)壓狀態(tài)，不受其他單元烘箱及送排風(fēng)風(fēng)機(jī)的影響，使進(jìn)出風(fēng)量穩(wěn)定在所需干燥工藝風(fēng)量上，穩(wěn)定的箱內(nèi)負(fù)壓可以確保在廢氣不外泄的情況下減少不必要的外部進(jìn)風(fēng)。以吸入最低風(fēng)量代價滿足了防止泄漏的需要，克服了傳統(tǒng)設(shè)備調(diào)節(jié)時顧此失彼難題，配合逐次升高溶劑揮發(fā)工藝，既滿足了節(jié)能的需要，又實(shí)現(xiàn)了安全風(fēng)量控制的目標(biāo)，同時兼顧了減少廢氣排放總量的期望。

　　ESO風(fēng)量相當(dāng)于傳統(tǒng)干燥系統(tǒng)一個干燥單元風(fēng)量，大小依據(jù)安全風(fēng)量要求調(diào)節(jié)，單元風(fēng)量調(diào)節(jié)簡單且不影響其它單元，空氣及所含熱量實(shí)現(xiàn)直接重復(fù)利用直到最后干燥單元排出干燥系統(tǒng)，加熱能耗降到了最低，另外廢氣排放量決定后續(xù)的廢氣治理量，ESO使得后續(xù)廢氣治理投入成本及運(yùn)行成本得到大幅縮減;系統(tǒng)干燥氣體流經(jīng)的末組干燥單元的單元排風(fēng)口位置的廢氣濃度為整個干燥系統(tǒng)最高濃度點(diǎn)，在最高廢氣濃度點(diǎn)實(shí)施單點(diǎn)在線監(jiān)控，使企業(yè)容易實(shí)施及生產(chǎn)全程監(jiān)控，根據(jù)廢氣濃度調(diào)節(jié)干燥系統(tǒng)排風(fēng)量保證廢氣濃度在安全限值以下，一點(diǎn)安全則整個干燥系統(tǒng)安全，將生產(chǎn)設(shè)備的爆炸隱患完全排除;因此，ESO具有系統(tǒng)簡潔穩(wěn)定、調(diào)整簡單、排風(fēng)量小能耗低、無安全隱患、環(huán)保治理成本低等優(yōu)點(diǎn)?！SO抓住關(guān)鍵要素解決問題，所以成效顯著而代價低微。ESO實(shí)施成本低、周期短、見效快。ESO的推出對包裝印刷等行業(yè)無疑是一個福音，為行業(yè)提供了一個節(jié)能減排的快捷通道。以9色凹版印刷機(jī)為例，改造費(fèi)用不到十萬，改造周期約一周，冬季節(jié)能效率超過70%，產(chǎn)品溶劑殘留顯著下降。

　　ESO的專利擁有者是廣東環(huán)葆嘉節(jié)能科技有限公司，環(huán)葆嘉節(jié)能采用專利許可與技術(shù)服務(wù)的方式以超高性價比推廣ESO應(yīng)用，目的在于樹立環(huán)葆嘉節(jié)能的行業(yè)美譽(yù)度，讓行業(yè)快速全面收益，加快行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，快速實(shí)現(xiàn)ESO的社會價值。